扁平足合并特發(fā)性脊柱側凸的影像學特征及危險因素分析

李瑞琛 黃繼輝 周治國 伍興 李雄濤

扁平足是一種常見的足部畸形，主要特征為內側縱弓的減少或缺失，伴或不伴前足外展及跟骨外翻。有研究表明，兒童扁平足的發(fā)病率為56.1%，發(fā)病率隨著年齡的增長呈下降趨勢，同時扁平足雙側發(fā)病多于單側發(fā)病，男性發(fā)病率高于女性發(fā)病率［1-2］。特發(fā)性脊柱側凸（idiopathic scoliosis，IS）是一種三維脊柱畸形，其Cobb角大于10°，多見于青春期或青春期前后，發(fā)病率為1.00%～5.33%，女性發(fā)病率高于男性發(fā)病率［3-5］。IS的病因較為復雜，遺傳因素、激素水平、環(huán)境因素、生物力學因素等均與IS 發(fā)病相關［6］。足作為生物力學因素中的重要一環(huán)，與下肢、骨盆、脊柱緊密聯(lián)系，承擔著重要的支撐和動態(tài)機械結構功能。扁平足因其形態(tài)異常，除了會導致足部疲勞及酸痛感外，還會引發(fā)人體生物力學的改變，扁平足的病人更容易出現(xiàn)臀部、膝蓋和背部的疼痛或不適，同時其膝關節(jié)、髖關節(jié)的關節(jié)力矩不對稱性增高，且骨盆旋轉和骨盆傾斜也有一定程度的增加［7-9］。IS 生物力學相關研究有椎旁肌肉不對稱、椎體不對稱生長、椎間盤楔形變、臀部壓力不對稱、足底壓力不對稱等［10］，但鮮有對IS 病人雙側足形態(tài)對稱性的研究。有研究報道了IS病人的足弓水平隨著側凸程度的加重而降低，且扁平足是IS的獨立危險因素［11-13］，但鮮有對扁平合并IS 病人影像學特征的研究。基于上述考慮，本研究擬探討扁平足病人中IS的發(fā)病情況、影像學特征及兩種疾病之間的關系。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

納入標準：①年齡為7～18歲，性別不限；②診斷為柔軟型扁平足，且符合（側位）距骨第1 跖骨角（Meary's angle，MA）對扁平足的分級，正常足MA在-4°～+4°，輕度扁平足MA 在4°～15°，中度扁平足MA 在15°～30°，重度扁平足MA＞30°［14］；③Adam 前屈試驗陽性病人行全脊柱正側位X 線片檢查，影像學資料齊全。

排除標準：①脊柱、下肢和足有腫瘤病史、外傷史等異常患病史或功能、結構異常；②有脊柱、下肢和足的相關手術史；③先天性脊柱側凸、有明確病因的脊柱側凸；④曾經(jīng)佩戴矯形鞋墊、脊柱支具等；⑤臨床資料不完整。

二、一般資料

回顧性分析2021 年10 月至2023 年3 月于武漢兒童醫(yī)院就診的608 例扁平足病人的臨床資料，其中男369例，女239 例；年齡為（9.54±6.39）歲。本研究已獲得武漢兒童醫(yī)院倫理委員會批準，批件號2023R023-E01，并豁免病人知情同意。

三、觀察指標及分組方法

采用PACS系統(tǒng)測量角度，測量工作由2名經(jīng)驗豐富的小兒骨科住院醫(yī)師共同完成，測量病人脊柱和足的影像學參數(shù)并計算取平均值。①Cobb角：側凸頭側和尾側傾斜度最大的椎體分別為上、下端椎，上端椎上緣的垂線與下端椎下緣垂線之間的夾角即為Cobb 角（圖1 a）。②外翻角（hallux valgus angle，HVA）：第一跖骨中軸線和近節(jié)趾骨干中軸線之間的夾角（圖1 d）。③MA：距骨中軸線為距骨體和距骨頭最高點與最低點兩連線中點的連線，第一跖骨長軸線為第一跖骨骨干遠端和近端兩中點的連線，距骨中軸線與第一跖骨長軸線的夾角即為MA（圖1 b、c）。④HVA差值：取雙足外翻角度差值，反映雙側足外翻角的對稱性；⑤MA差值：取雙足MA差值，反映雙側足弓的對稱性。⑥分組方法：根據(jù)IS 診斷標準［15］，將扁平足病人中Cobb 角≥10°的病人分為IS組，Cobb角＜10°的病人分為非IS組；根據(jù)Cobb 角大小，將扁平足合并IS 病人分為Cobb 角＞20°組和Cobb角≤20°組。

圖1 病人，女，13歲3個月 a：全脊柱正位X線片可見脊柱側凸，冠狀位Cobb角25.72°，為腰彎左側彎；b、c：足部負重位X線片測量MA，右足15.44°，左足21.80°，測量內側縱弓高度，右足16.55 mm，左足14.30 mm；d：足部負重位X線片測量HVA，右足56.14°，左足57.97°

四、統(tǒng)計學分析

采用SPSS 26.0統(tǒng)計學軟件（IBM公司，美國）對數(shù)據(jù)進行處理。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布計量資料以中位數(shù)（四分位間距）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗；計數(shù)資料用率和構成比表示，組間比較采用χ2檢驗；結局為二分類變量時采用二分類Logistic回歸進行影響因素分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、一般情況

608 例扁平足病人中67 例（67/608，11.01%）合并IS，Cobb角為19.28°±7.31°。67例IS病人中，43例Cobb角≤20°，24例Cobb角＞20°；41例主彎側為左，26例主彎側為右；IS的主彎類型分為上胸彎、胸彎、胸腰彎、腰彎，其中3 例為上胸彎，均為左側彎；7 例胸彎，包括3例左側彎，4例右側彎；12例胸腰彎，包括6 例左側彎，6 例右側彎；45 例腰彎，包括29 例左側彎，16 例右側彎。圖1 為1 例扁平足合并IS 的病人，冠狀位Cobb角25.72°，為腰彎左側彎。

二、扁平足病人足部參數(shù)與IS的關系

非IS組與IS組病人年齡、性別的差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。IS組病人的HVA差值、MA差值均大于非IS組，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩組病人的其他足部參數(shù)左足HVA、右足HVA、左足MA、右足MA 的差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表1）。將年齡（＞10 歲）、性別（女）、左足HVA、右足HVA、左足MA、右足MA、HVA差值、MA差值作為單因素分析指標加入Logistic回歸方程，排除單因素分析P＞0.20 的指標，將其他指標全部加入多因素回歸分析。多因素Logistic回歸分析結果顯示：大于10歲病人有更高的IS患病風險（OR=2.866，95%CI：1.683～4.881，P＜0.001）；女性病人較男性病人有更高的IS 患病風險（OR=1.892，95%CI：1.121～3.193，P=0.017）；雙側足弓不對稱的病人有更高的IS 患病風 險（OR=1.194，95%CI：1.023～1.393，P=0.025）。見表2。

表1 非IS組與IS組病人足部參數(shù)比較

表2 扁平足患兒發(fā)生IS的多因素Logistic回歸分析

三、扁平足合并IS病人的足部參數(shù)與Cobb角的關系

Cobb角＞20°組左足足弓水平低于Cobb角≤20°組，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩組病人的其他足部參數(shù)左足HVA、右足HVA、右足MA、HVA 差值、MA 差值均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表3）。將左足HVA、右足HVA、左足MA、右足MA、HVA 差值、MA 差值作為單因素分析指標加入Logistic回歸方程，排除單因素分析P＞0.20的指標，將其他指標全部加入多因素回歸分析。多因素Logistic回歸分析結果顯示：左足HVA、右足HVA、左足MA、HVA 差值、MA差值均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表4）。

表3 Cobb角≤20°組與Cobb角＞20°組的足部參數(shù)比較

表4 扁平足合并IS患兒Cobb角＞20°的多因素Logistic回歸分析

討 論

扁平足是兒童最常見的足部畸形，扁平足會導致足的負擔增加，引起身體的不適和運動受限，影響其發(fā)病的因素包括：性別、年齡、體重、韌帶松弛、關節(jié)過度活動等。IS 是兒童最常見的脊柱畸形，其危害嚴重，發(fā)病機制復雜，目前普遍認為IS 是多種因素共同作用的結果。近年來，隨著生物力學的發(fā)展以及對人體結構整體觀認識的加深，IS 病人的相關研究已經(jīng)不再局限于脊柱側凸，而是關注身體其他部位與脊柱側凸之間的生物力學關系。目前研究認為，IS 病人存在脊柱、骨盆、下肢的不對稱及足弓水平降低。同時，跟骨外翻及肢體不對稱引起的生物力學變化能夠影響IS 的發(fā)生發(fā)展［10，16］。本研究發(fā)現(xiàn)，扁平足合并IS 病人存在雙側足形態(tài)不對稱，且雙側足弓不對稱是扁平足合并IS 的危險因素。這為臨床工作提供了一個新的診療思路。

一、扁平足病人足部參數(shù)與IS的關系

有研究表明，超重或肥胖兒童的足弓水平明顯低于正常兒童，提示異常的足部負重對兒童的足弓水平產生了影響［17］。值得注意的是，IS 病人雙足負重始終處于不對稱狀態(tài)，這可能與IS病人的本體感覺感受器受損有關，也可能與IS病人的重心偏移有關。游國鵬等［18］的研究指出IS 病人主彎凹側足底壓力大于主彎凸側，Catan等［19］的研究指出IS病人主彎凸側足底壓力大于主彎凹側。雖然既往IS 病人的足底壓力分布規(guī)律的研究結果不一致，但研究均指出IS 病人存在雙側足底壓力分布不對稱。在本研究中IS病人存在雙側足弓不對稱，雙側外翻角不對稱，結合本研究結果，作者提出假設，IS 病人長期的雙側足底壓力分布不對稱，會對雙側足形態(tài)產生影響，導致IS病人出現(xiàn)雙側外翻角不對稱及雙側足弓不對稱。同時，雙側足形態(tài)不對稱也可能影響IS 的發(fā)生發(fā)展。在本研究中雙側足弓不對稱是扁平足合并IS的危險因素。人體在步行或站立時，地面施加的反作用力通過足底向上傳導，由雙側足弓不對稱和雙側足底壓力的異常分布產生的不平衡力矩，會引起骨盆、脊柱負荷的異常分布，可能影響側凸的發(fā)生發(fā)展。Tateuchi 等［16］研究了不同跟骨外翻角度下單側負重位髖關節(jié)、骨盆和胸部的三維角度，發(fā)現(xiàn)足部生物力學變化可以影響骨盆的狀態(tài)，進而影響脊柱。韓秀蘭等［10］的研究證實了下肢生物力學的變化與側凸之間有一定的聯(lián)系，并指出雙下肢的長度差與雙前后足平面夾角差值是青少年特發(fā)性脊柱側凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）的危險因素。本研究同樣證實了足部生物力學變化與脊柱側凸之間的聯(lián)系，并發(fā)現(xiàn)足部生物力學變化與脊柱側凸的發(fā)生發(fā)展之間存在相互影響。

本研究中年齡＞10 歲以及女性均為IS 的危險因素，這與既往IS 的研究結果一致，IS 多見于青春期及青春期前后（年齡＞10歲），且女性高發(fā)［3-4］。本研究中IS在扁平足病人中的發(fā)病率為11.01%，高于IS 在正常人群中的發(fā)病率（1%～5.33%）［4-5］，考慮到扁平足在人群中的發(fā)病率高于IS，且扁平足病人的就診率低于IS病人，本研究得出的IS在扁平足病人中的發(fā)病率參考價值有限。

二、扁平足合并IS病人的足部參數(shù)與Cobb角的關系

扁平足合并IS病人Cobb角＞20°組左足足弓水平低于Cobb 角≤20°組，差異存在統(tǒng)計學意義（P＜0.05），右足足弓水平存在同樣的規(guī)律，其P=0.080，接近顯著性水平。既往研究中Zhu等［13］將AIS病人按側凸的嚴重程度分組后分別與健康組進行比較，發(fā)現(xiàn)中度和重度AIS病人的足弓指數(shù)分別為0.28和0.30，差異有統(tǒng)計學意義，提示側凸程度重的AIS 病人其足弓水平較低。扁平足會引發(fā)生物力學改變，可引起足的旋前、背伸和外翻畸形，兒童更容易出現(xiàn)臀部、膝蓋和背部疼痛或不適［9］。扁平足兒童膝關節(jié)、髖關節(jié)的關節(jié)力矩不對稱性增高，且有一定程度的骨盆旋轉、骨盆傾斜［7-8］。骨盆在維持矢狀面平衡方面起著重要作用，骨盆旋轉和骨盆傾斜會誘發(fā)脊柱代償性旋轉和側凸［20］。本研究中Cobb角＞20°組與Cobb 角≤20°組右足足弓水平的差異無統(tǒng)計學意義（P=0.080），可能與本研究IS病人例數(shù)較少及納入的病人年齡區(qū)間較廣有關，未來仍需要大樣本研究來進一步驗證。

三、雙側足形態(tài)不對稱可能的臨床意義

在足部干預對IS的影響方面，有研究報道了矯形鞋墊可以有效改善IS病人的雙側足底壓力分布、步態(tài)特征及骨盆冠狀面傾斜等生物力學異常［21-23］。結合本研究成果，扁平足合并IS病人存在雙側足形態(tài)不對稱，且雙側足弓不對稱是扁平足合并IS的危險因素，矯形鞋墊很可能是通過糾正IS病人的雙側足形態(tài)不對稱發(fā)揮作用。故對于IS病人，利用矯形鞋墊或足部康復訓練針對足部進行治療，既可以糾正雙側足底壓力分布及雙側足形態(tài)不對稱，又可以對下肢生物力學進行調整。這為足部干預對IS 的生物力學影響提供了理論依據(jù)。然而矯形鞋墊對于脊柱側凸的療效，各研究結果并不一致，有研究提示矯形鞋墊對脊柱側凸無明顯療效［21，23］。Lee 等［24］的研究則提示佩戴矯形鞋墊可以糾正引起IS 的功能性因素，且在（18.6±0.70）個月的佩戴后脊柱側凸角度顯著降低。

既往IS生物力學相關研究有椎旁肌肉不對稱、椎體不對稱生長、椎間盤楔形變、臀部壓力不對稱、足底壓力不對稱等，足與脊柱的研究有觀察IS與動靜態(tài)足底壓力、步態(tài)特征、足弓水平之間的關系等。本研究通過分析扁平足與IS的影像學資料，創(chuàng)新性地將雙側足形態(tài)參數(shù)差值作為衡量足對稱性的指標，將足對稱性納入IS 生物力學的研究，分析IS 與非IS病人雙側足形態(tài)的對稱性，同時分析了不同側凸程度病人的足弓水平。根據(jù)本研究的結果，建議在臨床工作中應該關注IS 病人的雙側足弓水平及雙側足形態(tài)的對稱性，必要時應綜合考慮病人的年齡、性別、足和脊柱的具體情況，并選擇相應的干預措施。

四、本研究局限性

①本研究為單中心研究；②IS樣本量不足，無法根據(jù)不同側凸方向、側凸類型、側凸持續(xù)時間等進行更細化的研究；③本研究僅對扁平足與IS之間的關系進行了初步分析及理論推導，并未比較正常人群與IS 病人間的足形態(tài)情況，并未探索其中具體機制，希望在今后工作中進一步完善。